基础介绍

Sentinel 的使用可以分为两个部分:

核心库（Java 客户端）：不依赖任何框架/库，能够运行于 Java 8 及以上的版本的运行时环境，同时对 Dubbo / Spring Cloud 等框架也有较好的支持（见主流框架适配）。

提供核心库功能，可以在本地单机运行，只依赖JDK，适用于无分布式需求

控制台（Dashboard）：Dashboard 主要负责管理推送规则、监控、管理机器信息等。

适用于分布式需求的情况

源码分析

环境准备

1. 引入 Sentinel 依赖

如果您的应用使用了 Maven，则在 pom.xml 文件中加入以下代码即可：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.csp</groupId>
    <artifactId>sentinel-core</artifactId>
    <version>1.8.6</version>
</dependency>

2. 定义资源

资源是 Sentinel 中的核心概念之一。最常用的资源是我们代码中的 Java 方法。当然，您也可以更灵活的定义你的资源，例如，把需要控制流量的代码用 Sentinel API SphU.entry(“HelloWorld”) 和 entry.exit() 包围起来即可。在下面的例子中，我们将 System.out.println(“hello world”); 作为资源（被保护的逻辑），用 API 包装起来。参考代码如下:

public static void main(String[] args) {
    // 配置规则.
    initFlowRules();

    while (true) {
        // 1.5.0 版本开始可以直接利用 try-with-resources 特性
        try (Entry entry = SphU.entry("HelloWorld")) {
            // 被保护的逻辑
            System.out.println("hello world");
	} catch (BlockException ex) {
            // 处理被流控的逻辑
	    System.out.println("blocked!");
	}
    }
}

3. 定义规则

接下来，通过流控规则来指定允许该资源通过的请求次数，例如下面的代码定义了资源 HelloWorld 每秒最多只能通过 20 个请求。

private static void initFlowRules(){
    List<FlowRule> rules = new ArrayList<>();
    FlowRule rule = new FlowRule();
    rule.setResource("HelloWorld");
    rule.setGrade(RuleConstant.FLOW_GRADE_QPS);
    // Set limit QPS to 20.
    rule.setCount(20);
    rules.add(rule);
    FlowRuleManager.loadRules(rules);
}

完成上面 3 步，Sentinel 就能够正常工作了。更多的信息可以参考使用文档。

流程分析

1. FlowRuleManager

不做限流等实际操作,主要管理限流资源规则;

注册限流规则变化监听-DynamicSentinelProperty
启动每秒(默认每秒)记录限流日志-ScheduledExecutorService MetricTimerListener
规则转换为Map,后去获取

定时记录日志

com.alibaba.csp.sentinel.node.metric.MetricTimerListener
在这里插入图片描述

2. SphU

用于记录统计数据和执行资源规则检查的API入口:

同步限流
异步限流
优先进入

在这里插入图片描述

2.1 主流程

com.alibaba.csp.sentinel.Env: 初始化Sph实现类,初始化限流进入推出回调
com.alibaba.csp.sentinel.CtSph#lookProcessChain 构建资源独立执行链,同资源共享
com.alibaba.csp.sentinel.context.ContextUtil#trueEnter 构建上下文对象(独立,存储于ThreadLocal),独立使用
执行链:com.alibaba.csp.sentinel.slots.nodeselector.NodeSelectorSlot#entry 创建默认node(DefaultNode);
执行链:com.alibaba.csp.sentinel.slots.clusterbuilder.ClusterBuilderSlot#entry 创建ClusterNode
执行链:com.alibaba.csp.sentinel.slots.logger.LogSlot#entry 异常捕获后续操作,并输入日志
执行链:com.alibaba.csp.sentinel.slots.statistic.StatisticSlot#entry 后置统计线程数请求数等纤细信息
执行链-流控:com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.authority.AuthoritySlot#entry 认证规则,根据请求来源做请求限制
执行链-流控:com.alibaba.csp.sentinel.slots.system.SystemSlot#entry 系统级别的限制规则包括入站流量,平均CPU use、RT、QPS和线程数等
执行链-流控:com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.flow.FlowSlot#entry 流控限制
执行链-流控: com.alibaba.csp.sentinel.slots.block.degrade.DegradeSlot#entry 性能检测决定是否进行降级

流控先关都已抛出指定异常决定是否结束执行链

在这里插入图片描述

Node

主要用于标识资源(可细分标识)统计资源数据(QPS等各类数据);
DefaultNode: 默认同资源可能多种统计,可区分同资源下的更加细分;
ClusterNode: 同资源共享统计数据;

Node父类(StatisticNode)中包含Qps等数据的计算,那可以基本判断出限流算法也在这里实现
在这里插入图片描述

StatisticNode

作为统计数据决定限流的核心类,主要包括以下三种实时统计指标:

秒级度量(rollingCounterInSecond)
分钟级别的度量(rollingCounterInMinute)
线程数

使用滑动窗口实时记录和统计资源统计情况。ArrayMetric背后的滑动窗口基础设施是LeapArray。

滑动窗口

滑动窗口实时记录和统计资源统计情况。ArrayMetric背后的滑动窗口基础设施是LeapArray。

与滑动窗口的先关是: 令牌、漏桶等
下文是几个来自源码中的案例介绍

案例一
当第一个请求进入时，Sentinel将创建一个指定时间跨度的新窗口桶来存储运行的静态信息，例如总响应时间(rt)，进入请求(QPS)，块请求(bq)等。时间跨度由样本数量定义。

 	0      100ms
    +-------+--→ Sliding Windows
   	    ^
   	    |
   	  request

Sentinel使用有效桶的静态信息来决定请求是否可以通过。例如，如果一个规则定义只能通过100个请求，它将对有效桶中的所有qps求和，并将其与rule中定义的阈值进行比较。
案例二
连续的请求

   0    100ms    200ms    300ms
    +-------+-------+-------+-----→ Sliding Windows
                        ^
                        |
                     request

案例三
请求不断到来，之前的桶将失效

    0    100ms    200ms	  800ms	   900ms  1000ms    1300ms
    +-------+-------+ ...... +-------+-------+ ...... +-------+-----→ Sliding Windows
                                                        ^
                                                        |
                                                      request

滑动窗口应该变成:

   300ms     800ms  900ms  1000ms  1300ms
    + ...... +-------+ ...... +-------+-----→ Sliding Windows
                                                        ^
                                                        |
                                                      request